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内容简介:
Mitochondria are tiny structures located inside our cells that carry out the essential task of producing energy for the cell. They are found in all complex living things, and in that sense, they are fundamental for driving complex life on the planet. But there is much more to them than that. Mitochondria have their own DNA, with their own small collection of genes, separate from those in the cell nucleus. It is thought that they were once bacteria living independent lives. Their enslavement within the larger cell was a turning point in the evolution of life, enabling the development of complex organisms and, closely related, the origin of two sexes. Unlike the DNA in the nucleus, mitochondrial DNA is passed down exclusively (or almost exclusively) via the female line. That’s why it has been used by some researchers to trace human ancestry daughter-to-mother, to ‘Mitochondrial Eve’. Mitochondria give us important information about our evolutionary history. And that’s not all. Mitochondrial genes mutate much faster than those in the nucleus because of the free radicals produced in their energy-generating role.This high mutation rate lies behind our ageing and certain congenital diseases. The latest research suggests that mitochondria play a key role in degenerative diseases such as cancer, through their involvement in precipitating cell suicide. Mitochondria, then, are pivotal in power, sex, and suicide. In this fascinating and thought-provoking book, Nick Lane brings together the latest research findings in this exciting field to show how our growing understanding of mitochondria is shedding light on how complex life evolved, why sex arose (why don’t we just bud?), and why we age and die. This understanding is of fundamental importance, both in understanding how we and all other complex life came to be, but also in order to be able to control our own illnesses, and delay our degeneration and death. ‘An extraordinary account of groundbreaking modern science…The book abounds with interesting and important ideas.’ Mark Ridley, Department of Zoology, University of Oxford
作者简介:
尼克•莱恩（Nick Lane）
英国演化生化学家，也是英国伦敦大学学院的荣誉教授，作家，英国伦敦大学学院遗传学、演化和环境系的演化生物化学教授，伦敦大学学院线粒体研究学会的创始成员，并领导了该学院关于生命起源的研究计划。
莱恩曾获得2015年生物化学协会奖，2016年皇家学会迈克尔•法拉第奖，并在《自然》《科学》和《细胞》等国际期刊上发表过80余篇论文。
莱恩写过四本关于进化的书籍，被翻译成25国语言。《独立报》称他为“我们时代最令人激动的科普作家之一”。
原文摘录:
葡萄糖在呼吸中的燃烧是一种电化学反应，确切地说是一种氧化反应。根据今天的定义，一种物质被氧化就是失去电子。氧(O2)是一种强氧化剂，因为它对电子有强烈的化学“渴求”，倾向于从葡萄糖或铁等物质中提取它们。相反，一种物质如果获得电子就被还原。因为氧获得从葡萄糖或铁中提取的电子，它被还原成为水(H2O)。注意，在形成水的过程中，氧分子的每个原子也吸收2个质子(H+)来平衡电荷。总的来说，水的形成相当于2个电子和2个质子——共同构成了2个完整的氢原子——从葡萄糖转移到氧原子。
氧化反应和还原反应总是偶联的，因为电子在孤立状态下不稳定——它们必须从另一种化合物中被提取出来。任何把电子从一个分子转移到另一个分子的反应都叫作氧化还原反应，因为一方被氧化，另一方同时被还原。生命中所有的能量产生反应基本上都是氧化还原反应。氧并不总是必需的。许多化学反应都是氧化还原反应，因为电子被转移，但它们并不都涉及氧。即使电池中的电流也可以被看作氧化还原反应，因为电子从一个供给方（逐渐氧化）流向接受方（被还原）。 (查看原文)
闻夕felicity
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2025-05-21 15:44:25
—— 引自章节：第四节 呼吸作用的意义085
很明显葡萄糖在有氧的情况下不会自燃。化学家说氧在热力学上活性很高，但在动力学上却是稳定的：它不会很快发生反应。这是因为氧在反应之前必须被“激活”。这种激活需要能量的输入（比如火柴），或者催化剂——一种能降低反应发生所需的活化能的物质。对维多利亚时代的科学家来说，任何参与呼吸作用的催化剂似乎都含有铁，因为铁与氧有很高的亲和力（比如铁锈的形成过程），也能可逆地与氧结合。我们已经知道一种含有铁并可逆地与氧结合的化合物，就是血红蛋白，它是赋予红细胞颜色的色素。正是血液的颜色给了我们第一个线索，帮助我们了解呼吸作用在活细胞中是如何进行的。像血红蛋白这样的色素是有色的，因为它们吸收特定颜色的光（某个波段的光，如彩虹中那样），但不吸收（反射）其他颜色的光。一种化合物吸收光的模式被称为它的吸收光谱。当血红蛋白与氧气结合时，它们会吸收光谱中的蓝绿色和黄色部分，但反射红光，这就是为什么我们认为动脉血是鲜艳的红色。当在静脉血中氧气从血红蛋白脱离时，吸收光谱发生变化。脱氧血红蛋白吸收光谱中绿色部分的光，并反射红光和蓝光，使静脉血呈紫色。 (查看原文)
闻夕felicity
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2025-05-21 15:44:25
—— 引自章节：第四节 呼吸作用的意义085